हेक्स बोल्ट सामर्थ्य ग्रेड और लोड आवश्यकताओं की व्याख्या
गतिशील और चक्रीय भार के तहत तन्य और यील्ड सामर्थ्य
औद्योगिक मशीनरी में हेक्स बोल्ट विभिन्न गतिक और चक्रीय भारों का सामना करते हैं। तन्य शक्ति (टूटने से पहले वे कितना तनाव सहन कर सकते हैं) और नतिकता शक्ति (स्थायी रूप से विकृत होने की स्थिति) इन जोड़ों की लंबे समय तक विश्वसनीयता बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। जब बोल्ट बार-बार भारित होते हैं, तो थकान का प्रतिरोध करने के लिए उनकी नतिकता शक्ति विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो जाती है। एक लगभग 150,000 psi नतिकता शक्ति वाले बोल्ट की तुलना मानक ग्रेड 5 बोल्ट से करें—अधिक शक्तिशाली वाला आमतौर पर तनाव के तहत विफल होने से पहले लगभग 30% अधिक समय तक चलता है। यह उन स्थानों पर विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जहाँ लगातार कंपन होता है, जैसे क्रशर, कंप्रेसर और अन्य घूर्णन उपकरण। प्रारंभिक तनाव को बनाए रखना अत्यंत महत्वपूर्ण है। परीक्षणों में दिखाया गया है कि महत्वपूर्ण जोड़ों को 5 मिलियन चक्रों के तनाव के बाद भी उनके मूल पूर्वभार का कम से कम 90% बनाए रखना चाहिए। इन गतिक भारों की उपेक्षा करने से सभी को अचानक ढीलापन या पूर्ण विफलता का खतरा हो जाता है, विशेष रूप से जब तनाव की दिशा अप्रत्याशित रूप से बदलती रहती है।
प्रमुख हेक्स बोल्ट मानकों की तुलना: SAE ग्रेड 5/8, ASTM A325/A490, और मेट्रिक 8.8/10.9/12.9
| मानक | तन्य शक्ति (न्यूनतम) | यील्ड सामर्थ्य (न्यूनतम) | प्राथमिक अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| SAE ग्रेड 5 | 120,000 psi | 92,000 psi | सामान्य मशीनरी, पंप |
| SAE ग्रेड 8 | 150,000 psi | 130,000 psi | उच्च-तनाव वाले हाइड्रोलिक प्रणाली |
| एएसटीएम ए325 | 120,000 psi | 92,000 psi | संरचनात्मक इस्पात कनेक्शन |
| ASTM A490 | 150,000–173,000 psi | 130,000 psi | महत्वपूर्ण पुल और भूकंपीय जोड़ |
| मेट्रिक 8.8 | 800 MPa | 640 MPa | औद्योगिक कन्वेयर |
| मेट्रिक 12.9 | 1,220 MPa | 1,080 MPa | एयरोस्पेस और सटीक पावरट्रेन घटक |
SAE ग्रेड उत्तरी अमेरिका में मोबाइल और हाइड्रोलिक उपकरणों के लिए मानक बने हुए हैं, जबकि वैश्विक OEM निर्माण में मेट्रिक ग्रेड प्रभावी हैं। संरचनात्मक अनुप्रयोगों में, विशेष रूप से जहां हवा, भूकंप या प्रभाव भार के कारण नियंत्रित लचीलापन और भविष्यसूचक यील्डिंग व्यवहार की आवश्यकता होती है, वहां ASTM मानकों को अनिवार्य किया गया है।
उच्च शक्ति के नुकसानदायक प्रभाव: कंपन, शिथिलता और उच्च-ग्रेड षट्कोणीय बोल्ट में प्रीलोड हानि
मेट्रिक 12.9 या ASTM A490 जैसे उच्च शक्ति वाले बोल्ट्स को लगातार गति वाले जोड़ों में अक्सर समस्या होती है क्योंकि खिंचने के बाद वे वापस उतनी अच्छी तरह से नहीं फैल पाते। कंपन मेज़ों पर परीक्षणों से पता चलता है कि समान कंपन के समान समय तक उजागर होने पर इन ग्रेड 12.9 बोल्ट्स में ग्रेड 8.8 के सामान्य बोल्ट्स की तुलना में लगभग 25% अधिक तनाव की कमी होती है। यहाँ जो होता है वास्तव में काफी सरल भौतिकी है — धागों में तनाव संकेंद्रण के अधिक बिंदु होते हैं और कसकर जुड़े हुए भागों के बीच सतह पर सूक्ष्म क्षति होने की संभावना भी अधिक होती है। जब तापमान लगातार उतार-चढ़ाव करता है, तो A490 बोल्ट्स के लिए भट्ठियों के पास लगे होने पर स्थिति और भी बदतर हो जाती है — वे समान तापमान परिवर्तन का सामना कर रहे मानक A325 बोल्ट्स की तुलना में लगभग 40% तेजी से ढीले पड़ जाते हैं। इस सारी अव्यवस्था से निपटने के लिए इंजीनियरों ने कई आसानियाँ ढूंढ ली हैं। फ्लैंज बोल्ट्स सतहों पर भार को बेहतर तरीके से वितरित करने में मदद करते हैं। उन विशेष लॉकिंग यौगिकों को लगाना उन क्षेत्रों में बहुत फायदेमंद होता है जहाँ भाग प्रति सेकंड 10 बार से अधिक कंपन करते हैं। और कभी-कभी अधिकतम शक्ति विशिष्टताओं के पीछे भागने के बजाय मध्यम शक्ति वाले बोल्ट्स को लचीली सामग्री से लेपित करके इस्तेमाल करना अधिक उचित होता है, खासकर तब जब सबसे महत्वपूर्ण बात एक बार के अधिकतम बल की बजाय निरंतर गति के खिलाफ चीज़ के टिकाऊपन में होती है।
हेक्स बोल्ट विशिष्टता में महत्वपूर्ण आयामी और कार्यात्मक कारक
थ्रेड संलग्नता रणनीति: क्लैम्पिंग अखंडता के लिए पूर्ण बनाम आंशिक रूप से थ्रेडेड हेक्स बोल्ट
जिस गहराई पर थ्रेड्स संलग्न होते हैं, उसका फास्टनर्स के साथ-साथ रहने और विफलता के प्रकार पर बहुत प्रभाव पड़ता है। पूरी तरह से थ्रेडेड हेक्स बोल्ट अपने पूरे शाफ्ट में अपरूपण बलों को समान रूप से वितरित करते हैं, जिससे वे संरचनात्मक अनुप्रयोगों के लिए उत्कृष्ट विकल्प बन जाते हैं जहाँ अपरूपण भार चिंता का विषय होता है, उदाहरण के लिए इमारतों में स्टील फ्रेम कनेक्शन। हालांकि आंशिक थ्रेड वाले संस्करण अलग तरीके से काम करते हैं, वे बोल्ट के सिर के क्षेत्र और नट के नीचे के क्षेत्र में अधिकांश क्लैम्पिंग शक्ति को केंद्रित करते हैं। यह वास्तव में उन मशीनों में कंपन के कारण ढीलेपन को रोकने में मदद करता है जो बार-बार घूमती हैं या आगे-पीछे होती हैं। अनुभव दिखाता है कि बार-बार लोड के साथ निपटते समय उचित क्लैम्पिंग बनाए रखने के लिए हमें बोल्ट के व्यास के कम से कम 1.5 गुना संलग्न होने की आवश्यकता होती है। इसलिए एक मानक 12 मिमी बोल्ट के लिए, लगभग 18 मिमी थ्रेड संलग्नता की तलाश करें। कठोर सामग्री में बहुत गहराई तक जाने से स्ट्रिपिंग की समस्याएं हो सकती हैं, जबकि पर्याप्त संलग्नता न होने से, विशेष रूप से एल्यूमीनियम जैसी नरम धातुओं में, जल्दी खींच लेने और टोक़ धारण क्षमता में लगभग 30% की कमी हो जाती है जो विनिर्देशों की सिफारिशों से कम होती है। विश्वसनीय फास्टनिंग समाधान के लिए संलग्नता लंबाई और सामग्री गुणों के बीच उस सही संतुलन को खोजना महत्वपूर्ण है।
हेक्स हेड डिज़ाइन के लाभ: टोर्क संचरण, पुनः उपयोग की संभावना और टाइट मशीनरी क्षेत्रों में पहुँच
हेक्स सिर डिज़ाइन मानक उपकरणों के साथ काम करने पर गोल या चौकोर सिर वाले फास्टनरों की तुलना में बेहतर टोर्क नियंत्रण प्रदान करते हैं। छह सपाट किनारे 60 डिग्री के अंतराल पर कसने और ढीला करने की अनुमति देते हैं, जो क्षेत्र में सटीक असेंबली कार्य करते समय वास्तव में महत्वपूर्ण है। ASTM A325 ग्रेड हेक्स बोल्ट्स को 200 बार से अधिक बार दोबारा उपयोग किया जा सकता है बिना कि सिर विकृत हो, जिसका अर्थ है भविष्य में कम प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है और लंबे समय में पैसे की बचत होती है। इनका संक्षिप्त आकार जटिल मशीनरी सेटअप में पाए जाने वाले तंग स्थानों के लिए इन्हें आदर्श बनाता है। ये बोल्ट गियरबॉक्स और अन्य तंग जगहों के अंदर अच्छी तरह से फिट होते हैं जहां सॉकेट रिंच के लिए भी लगभग 25 मिमी से कम की जगह होती है। पिछले साल मशीनरी डिज़ाइन द्वारा बताया गया था कि लगभग 78 प्रतिशत इंजीनियर रिट्रोफिट परियोजनाओं के दौरान चौकोर सिर के बजाय हेक्स बोल्ट चुनते हैं। वे ऐसा मुख्य रूप से इसलिए करते हैं क्योंकि ये मानक रिंच के साथ काम करते हैं, लेकिन यह भी क्योंकि उन्हें चारों ओर के घटकों द्वारा अवरुद्ध कठिन पहुंच वाले माउंटिंग स्थानों में जाने के लिए केवल 40 डिग्री के स्विंग आर्क की आवश्यकता होती है।
मानक अनुपालन और अनुप्रयोग-विशिष्ट हेक्स बोल्ट मिलान
सही हेक्स बोल्ट चुनने के लिए यह देखना होता है कि वह किस प्रकार के बलों का सामना करेगा, कहाँ स्थापित किया जाएगा, और कौन-से नियम लागू होते हैं। जब क्षरणकारक परिस्थितियों के साथ काम कर रहे हों, विशेष रूप से उन परिस्थितियों में जिनमें क्लोराइड शामिल हों, तो ASTM A193 या ISO 3506-2 मानकों के अनुसार 316 स्टेनलेस स्टील का उपयोग करें। लगातार कंपन के अधीन पुर्जों के लिए ग्रेड 10.9 बोल्ट सबसे उत्तम काम करते हैं, विशेष रूप से प्रवाही टोक़ नट्स के साथ संयोजित करने पर, क्योंकि ये समय के साथ ढीले होने को रोकने में मदद करते हैं। खाद्य प्रसंस्करण उपकरणों के लिए FDA द्वारा 21 CFR 178.3740 के तहत मंजूर सामग्री की आवश्यकता होती है, साथ ही NSF/ANSI 51 आवश्यकताओं के अनुपालन की भी आवश्यकता होती है। भवन संरचनाओं के लिए ASTM A325 या A490 मानकों के तहत प्रमाणित बोल्ट की आवश्यकता होती है, जिसमें पिघलने की परीक्षण रिपोर्ट भी शामिल होनी चाहिए, ताकि भूकंप और तेज हवाओं के लिए मूलभूत सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके। यह जांचना न भूलें कि धागे कितनी गहराई तक जुड़ रहे हैं (नाममात्र व्यास के कम से कम एक गुना की अनुशंसा की जाती है) और यह कि बोल्ट का सिर अपने स्थान में ठीक से फिट होता है या नहीं। छोटे हेक्स सिर दुर्गम स्थानों में आसानी से फिसल सकते हैं। यदि विभिन्न देशों में काम कर रहे हों या आपूर्ति श्रृंखला में अधिक लचीलापन चाहते हों, तो ISO 898-1 विनिर्देशों को पूरा करने वाले फास्टनर्स की तलाश करें (जो ताकत के लिए हो), या ASME B18.2.1 दिशानिर्देशों का पालन करें (आकार और फिट के लिए)।
